Skip to main content
SUPERVISOR
Sayed Hossein Saghaian nejad esfahani,Hossein AfzaliMehr
سیدحسین سقائیان نژاداصفهانی (استاد مشاور) حسین افضلی مهر (استاد راهنما)
 
STUDENT
Nazanin Mohammadzade
نازنین محمدزاده میاب

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده کشاورزی
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1391

TITLE

Influence of aspect ratio in estimating hydrodynamic drag coefficient under declaratory flow over gravel-bed channels and vegetated bank
Vegetation existing in rivers and floodplains, on the one hand, provides a wide range of ecosystem conditions and, on the other hand, has a significant impact on the increase in the flow resistance that causes a reduction in the flow capacity and in the change in the process of particle sedimentation. Flow resistance (drag coefficient) is an essential parameter for open channels and it has an important impact on biological and engineering calculations. This very research aims at examining the influence of vegetation, as well as some other effective factors, on drag coefficient. Since the choice of shear velocity directly affects the drag coefficient, different approaches are examined to calculate the shear velocity. Also, statistical moments ranging between 1 and 4 are discussed. Finally, for the turning points of shear stress the Bursting process is carried out. In this research, data collection is executed through two means: the field measured and the laboratory part. In the field measured part, a butterfly current-meter was a used to acquire the data on point velocity. 13 cross-sections were measured in which each section included 5 profiles at a vertical position in the flow - two sections were bare bank and 11 sections were with vegetation in the bank. The dominant vegetation on the sides was similar to rice and the bed was of the gravel sort. In the field part, 36 velocity profiles were measured by using the ADV on the slope of 0.5 and 1.5 % – 18 profiles were with vegetation in bank and 18 profiles in bare bank. The results show that the maximum velocity in aspect ratio greater than 5 occurs under the surface of water owing to the vegetation, while the previous studies suggested that the maximum velocity in two dimension currents in aspect ratio greater than 5 is expected to occur on the surface of water. The credibility of log law y/h in vegetation is less than that of the central axis- which points out the existence of vegetation leads to more deviation in the data from the log law. In distribution of shear stress, 3 areas were recognized. Also, different factors such as the vegetation, the change in the slope of the bed, aspect ratio, Froud number, Reynolds number, and Shields parameter have an impact on drag coefficient. Key word: Aspect ratio , Drag coefficient, Flow resistance, Shear velocity, Vegetation
وجود پوشش گیاهی در رودخانه ها و دشت های سیلابی از یک طرف دامنه وسیعی از شرایط اکوسیستم را فراهم می کند و از طرف دیگر تأثیر به سزایی بر روی افزایش مقاومت جریان دارد که منجر به کاهش انتقال جریان و تغییر در فرایند ته نشینی رسوبات می گردد. مقاومت جریان (ضریب دراگ) یک پارامتر اساسی برای جریان کانال های باز است و اثر مهمی بر روی محاسبات مهندسی و زیست محیطی دارد. هدف از تحقیق حاضر بررسی اثر پوشش گیاهی و سایر عوامل اثرگذار بر روی ضریب دراگ می باشد. از آنجا که انتخاب سرعت برشی مستقیماً بر روی ضریب دراگ تأثیرگذار است روش های مختلف محاسبه سرعت برشی مورد بررسی قرار گرفته، همچنین گشتاور های آماری اول تا چهارم بحث می شوند. در نهایت برای نقاط عطف منحنی تنش برشی، فرآیند چرخه برستینگ انجام می گیرد. در این پژوهش، داده برداری شامل دو بخش صحرایی(رودخانه بابل رود در شمال ایران) و بخش آزمایشگاهی صورت گرفت. در بخش صحرایی 13 مقطع (هر مقطع شامل 5 نیمرخ عمود بر جهت جریان) که 2 مقطع آن بدون پوشش گیاهی و11 مقطع با پوشش گیاهی انتخاب شد. داده های سرعت نقطه ای بوسیله یک دستگاه مولینه اندازه گیری شد. پوشش گیاهی غالب در کناره مقاطع مشابه پوشش برنج و بستر شنی بود. در بخش صحرایی نیز 36 نیمرخ سرعت (18 نیمرخ با پوشش گیاهی برنج در دیواره ها و 18 نیمرخ بدون حضور پوشش گیاهی) به کمک دستگاه ADV در شرایط بستر شنی با دو شیب 5/0 و 5/1 درصد برداشت شد. نتایج نشان می دهد سرعت حداکثر در نسبت های ظرافت بزرگتر از 5 نیز به دلیل حضور پوشش گیاهی در زیر سطح آب رخ می دهد این در حالی است که مطالعات پیشین نشان می دهد در جریان های دو بعدی با نسبت ظرافت بزرگتر از 5 انتظار می رود سرعت حداکثر در سطح آب رخ دهد. حد اعتبار قانون لگاریتمی در کنار پوشش گیاهی کمتر از محور مرکزی است که نشان می دهد وجود پوشش موجب انحراف داده های بیشتری از قانون لگاریتمی می شود. در توزیع تنش برشی سه ناحیه مشاهده شد. همچنین عوامل مختلف وجود پوشش گیاهی، تغییر شیب بستر، نسبت ظرافت، عدد فرود، عدد رینولدز و پارامتر شیلدز بر روی ضریب دراگ مؤثر است. کلمات کلیدی: پوشش گیاهی، سرعت برشی، ضریب دراگ، مقاومت جریان، نسبت ظرافت

ارتقاء امنیت وب با وف بومی